Low Luminosity Gamma Ray Burst

Low Luminosity Gamma Ray Bursts (kurz llGRB) sind astronomische Gammastrahlenausbrüche mit einer ungewöhnlich geringen Leuchtkraft von 10⁴⁶ bis 10⁴⁹ erg/s und damit wenigstens hundertmal schwächer als andere lange GRBs. Weiterhin ist ihr Helligkeitsverlauf und die spektrale Entwicklung untypisch für Gamma Ray Bursts, weshalb sie wahrscheinlich durch einen anderen Mechanismus erzeugt werden.

Eigenschaften

Die bisher beobachteten Low Luminosity Gamma Ray Bursts zeigen die folgenden Eigenschaften:

Die Dauer T₉₀, in der 90 Prozent der emittierten Strahlung empfangen werden, beträgt mehr als 10 Sekunden und weniger als einige Stunden. Sie liegt damit im Bereich der langen GRBs
Die Leuchtkraft liegt im Bereich von 10⁴⁶ bis 10⁴⁹ erg/s und damit wenigstens zwei Größenordnungen unterhalb der normaler Gamma Ray Bursts. Dementsprechend kann diese Unterart der GRBs nur im lokalen Universum beobachtet werden
Im Gegensatz zu den Lichtkurven normaler Gamma Ray Bursts zeigt sich bei llGRB ein glatter Verlauf mit nur einem Maximum
Das Spektrum der Gammastrahlung ist ungewöhnlich weich (Gammastrahlung mit niedriger Energie)
Die llGRBs treten häufig, aber nicht immer zusammen mit einer Supernova am Ort der Explosion auf
Alle llGRBs zeigen nach einigen Tagen bis Wochen ein Nachleuchten im Bereich der Radiostrahlung

Interpretationen

Normale Gamma Ray Bursts werden im Zusammenhang mit stellaren Jets als stark gerichtete Ausströmungen von Materie und elektromagnetischer Strahlung interpretiert. Die Häufigkeit der llGRBs pro Volumen ist so groß, dass es sich nicht um Jets handeln kann, da dies die beobachtete Rate von Stripped-Envelope Supernova am Ort der GRBs überschreiten würde. Damit entstehen die Low Luminosity Gamma Ray Bursts nicht nach dem Kollapsar-Modell, welches die führende Hypothese für lange GRBs ist. Als alternatives Modell wird ein fehlgeschlagener Jet in Kombination mit einem Supernova Shock Breakout diskutiert. llGRBs könnten eine Quelle für die kosmische Strahlung hoher Energie im Bereich bis 10²⁰ Elektronenvolt sein.

Beispiele

GRB 980425
GRB 031203
GRB 060218
GRB 100316D

Literatur

Rodolfo Barniol Duran, Ehud Nakar, Tsvi Piran, Re'em Sari: The afterglow of a relativistic shock breakout and low luminosity GRBs. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2014, arxiv:1407.4475v1.
Tsvi Piran, Omer Bromberg, Ehud Nakar, Re'em Sari: The Long, the Short and the Weak – the origin of GRBs. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1206.0700v2.
Bin-Bin Zhang, Yi-Zhong Fan, Rong-Feng Shen, Dong Xu, Fu-Wen Zhang, Da-Ming Wei, David N. Burrows, Bing Zhang, Neil Gehrels: GRB 120422A: A Low-luminosity Gamma-ray Burst Driven by Central Engine. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1206.0298v2.
Ruo-Yu Liu, Xiang-Yu Wang, Zi-Gao Dai: Nearby low-luminosity GRBs as the sources of ultra-high energy cosmic rays revisited. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2011, arxiv:1108.1551v1.
Omer Bromberg, Ehud Nakar, Tsvi Piran: Are low luminosity GRBs generated by relativistic jets? In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2011, arxiv:1107.1346v1.